城轨车辆车门常见故障原因分析

周文基

摘 要 城市轨道交通具有缓解交通堵塞、降低机动车排放污染等优势，已经得到越来越广泛的重视。各大城市对城市轨道交通的建设的投入也在逐年增加。在城轨列车各系统组成中，其中车门系统故障率较高，据国内外统计，车门系统的故障占车辆总故障达30%以上，对列车运行安全性影响较大。本文主要介绍城轨列车车门系统结构，并以电动塞拉门为例，浅析车门的常見故障原因及处理措施。

关键词 城轨车辆 车门 电动式塞拉门 车门故障

中图分类号：U279 文献标识码：A

0引言

随着我国轨道交通的迅猛发展，城轨车辆将成为一、二线城市的主要出行工具。作为城轨车辆重要的系统组成部分，车门系统的质量和可靠性对保障城市轨道交通安全具有重要作用。城轨车辆车门种类很多，按驱动方式来区分有电动式和气动式，从结构来区分有塞拉门、内藏式门、外挂式车门等；从用途来分有逃生门、司机室侧门、客室门等。本文主要介绍城轨车辆客室车门系统结构组成，并以电动式塞拉门为例，浅析车门的常见故障原因及处理措施。

1城轨车辆客室车门类型

1.1按驱动方式不同区分

1.1.1风动式车门

风动式车门由压缩空气驱动传动气缸，再通过机械传动系统和电气控制系统完成车门的开关动作。机械传动系统的作用是将传动气缸活塞杆的运动传递至车门，使车门动作。电气控制系统是为了保证车门动作可靠和安全。

1.1.2电动式车门

电气驱动车门由电动机、传动装置、控制器、锁闭装置和紧急开门装置组成。齿形皮带与两个门页相固定，锁闭和解锁所需扭矩由电动机提供。另一种电气驱动装置为电动机通过一根左右同步的螺杆和球面支承螺母驱动滚珠摆动导向件和与其固定的门叶。

1.2按结构区分

1.2.1内藏嵌入式车门

开关门时门页在车辆侧墙的外墙与内护板之间的夹层内移动，传动装置设于车厢内侧车门顶部，装有导轮的门页可以在导轨上移动并与传动装置的钢丝绳或皮带相连接，借助气缸或电动机驱动传动机构，从而使钢丝绳或皮带带动门页动作。

1.2.2塞拉门

借助于车门上端的传动机构和导轨，车门打开后门页贴靠在车体外侧，当车门处于关闭状态时，门页与车体处在一个平面上，这不仅使外表美观，而且有利于在高速行驶时减少空气阻力，车门不会因空气产生涡流及噪声，也便于自动洗车装置对车体清洗。

1.2.3外挂式车门

外挂式车门与内藏嵌入式车门主要区别仅在于开、关门时，门页和悬挂机构始终处于侧墙的外侧，车门驱动机构的工作原理与内藏嵌入式车门相同。

2电动式塞拉式车门简介

由于塞拉门系统的空间利用率高、车体美观且密封性、隔噪隔热性和可靠性都比较高的特点，借助电动式车门自动化程度高、可靠性好、集成度高、易于维护且使用寿命长的特点，所以电动式塞拉门在城轨车辆领域得到广泛应用。

2.1电动式塞拉门系统结构及功能原理

2.1.1系统结构组成

电动式塞拉门主要由机械部件和电气部件两大部分组成，机械部件主要包括电机、传动装置、支撑导向装置、锁闭装置、紧急解锁装置及左右门页，它们是车门开关门的主要执行部件；电气部件包括主门控单元（MDCU）、电子门控单元（EDCU）、锁到位开关（S1）、隔离开关（S2）、紧急解锁开关（S3）、关到位开关（S4）及部分继电器，通过以上电气部件工作实现对车门的电气控制，其中主门控器（MDCU）作为列车控制系统和所在车辆的其他电子门控单元通讯桥梁、负责控制并监控所在车辆其他电子门控单元动作；电子门控单元（EBCU）则负责并监控单个车门机构动作。图1为电动塞拉门结构原理图。

2.1.2车门系统的主要功能

车门系统主要功能：开、关门功能、零速保护功能、车门状态显示功能、障碍物检测功能、紧急解锁功能、门隔离功能、安全互锁回路功能、故障指示和诊断记录功能。

2.1.3车门系统工作原理

列车车门的开关由电子门控器控制，当司机或ATO发出开、关门指令，指令将通过列车线或控制系统传递给电子门控器，电子门控器接收到开门或关门动作指令后接通驱动电机电源，电机通过齿轮箱、齿形联轴节带动丝杆螺母副工作，携门架通过滚珠直线轴承在长导柱上滑动，携门架与门页相连并将力从驱动机构传送到门页，带动门页实现摆动或平移运动，实现车门开、关控制。同时车门动作后其状态将由4个限位开关S1（锁到位开关）、S2（隔离开关）、S3（紧急解锁开关）、S4（关到位开关）进行监控，其中S1、S3、S4开关通过常闭触点串联在一起构成车门的安全互锁回路，S2开关常闭触点则与安全互锁回路并联。在车门系统实际运用过程中，若在没有操作紧急解锁的情况且门锁闭合到位，开关S1、S3、S4闭合，安全互锁回路导通。若是单门出现故障，就需要对隔离锁装置进行操作使得开关S2闭合，而此时该故障车门安全互锁回路则被旁路，以致不会影响列车正常运行。门系统工作原理如图2。

3车门系统常见故障及原因分析

3.1车门系统常见故障类型

通过对广州3号线、宁波1号线、马来西亚安邦线城轨车辆车门故障维修数据统计分析，车门系统故障分为机械故障和电气故障两大类。

（1）车门机械故障。城市轨道交通因站点间距离短，停靠站点多，车门动作频繁，所以其机械执行装置如传动丝杆、摆臂组件、携门架、上下导轨、平衡轮、限位开关、螺母副、门机构等部件磨耗大，容易出现机械紧固件松动、变形引起车门尺寸蠕变或零部件损坏，另外维护保养不及时、润滑不足同样会引起零部件磨损或损坏。

（2）车门电气故障。电气故障包括电子门控器故障、限位开关故障、电机故障、电气线路故障；电子门控器故障主要包括门控器硬件故障、软件故障、突然死机等；限位开关故障主要表现为车门打开按下关门按钮后，单个车门无法关闭，车辆显示屏显示该车门故障，主要原因为限位开关故障或误动作；电机故障主要表现为车门不动作或车门动作一段距离后停止运动等，主要原因为电机内部零部件损坏或润滑不足；电气线路故障会引起车门无法正常开关，如电机插头松动、通讯插头如MVB或RS485插头松动或内部电阻异常、端子排线缆虚接或松动等。

4结束语

本文通过对城轨车辆车门系统类型及其结构进行了介绍，并以电动式塞拉门为例，对其工作原理及各项功能进行解读，同时通过对电动式塞拉门故障检修数据进行统计分析，梳理总结车门系统各零部件故障模式及原因，通过车辆设计和日常维护等方面，为降低车门系统故障率、确保城轨车辆运营安全可靠提供数据依据。

参考文献

[1] 朱士友，胡文伟.广州地铁车辆车门结构，控制原理及改进意见[J].铁道车辆，2008，38（21）：60-62.

[2] 中车株洲电力机车有限公司.马来西亚安邦项目电气原理图[S].